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空管系统基于面向对象技术的开发及实时系统界面模型的应用与研究

作　者: 王明军
导　师: 游志胜
学　校: 四川大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 空中交通管制面向对象技术可视化编辑可复用性实时界面模型通报地址人机界面面向对象类库
分类号: V355
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

本文基于Unix平台下新一代军航机场管制中心系统MRD2K-JH项目的研发工作,全面阐述了机场管制中心系统的详细设计与系统结构,从软件工程及空管系统自动化的角度,针对样机系统软件开发模式、开发过程中的不足之处以及空管系统自动化的若干关键技术,进行了大量深入细致的研究,提出了行之有效的开发解决方案。主要的研究内容和结果如下:(1)基于面向对象技术的软件开发的研究:从软件工程角度指出MRD2K样机系统软件开发中的不足之处,详细探讨了基于面向对象技术的软件开发方法、过程。软件开发多年的实践表明,软件复用有助于大大减少系统的开发周期、提高系统质量、降低系统开发成本。软件复用和模块化程序设计被认为是解决软件危机现实可行的途径。然而只有采用从GUI到功能模块都是面向对象开发的方法,才能真正提高软件的复用度,实现基于构件技术的软件开发方法。由于Unix下软件开发技术相对滞后,面向对象软件开发技术的引入,改变了以往封闭、复杂、难以维护的软件开发模式。对于像ATC等大型软件系统的开发更能体现出面向对象技术的优势。(2)基于面向对象技术的XMW类库的开发:由于Unix下的程序开发技术相对地滞后,没有全面地采用面向对象的软件开发方法的最主要的原因是缺乏完全支持面向对象程序设计的开发工具。因此在MRD2K-JH系统的设计实现中,我们采用了自行设计实现的面向对象类库XMW,该库是基于面向对象技术采用C++对Motif/Xlib的二次开发封装。该类库从程序架构到GUI控件都是面向对象的。XMW类库可以称为新一代Unix环境下面向对象软件开发的强有力工具。(3)计划航路通报地址自动生成研究:根据军航管制的飞行情报自动化技<WP=3>术的要求,根据通报地址生成规则,实现了飞行计划通报地址的自动计算生成。针对计划航线将要穿越的区域的通报,结合计算机图形学和地理信息子系统的技术的特点,提出一种多边形冲突检测方法的通报地址自动生成方案,该方案具有以下三个优点:①地址完全可靠 ;②地址生成不受地标点、机场、航线和管制区等对象数据内容的限制,对于用经纬度描述的航线同样可以给出准确的通报地址;③与可视化航路编辑环境的集成,使得通报关系直观明了,易于修改、维护。通过计划航线通报地址的自动生成,降低了人工的工作量和错误的发生率,提高了通报的准确性,大大提高了工作效率。该技术在国内处于领先地位,具有极大的应用和推广价值。4)航路项可视化编辑模块的面向对象设计与实现: 应用面向对象的开发方法,对诸多空管地理信息组成元素和航路可视化编辑模块进行了面向对象的分析、设计和建模方面的研究。并采用XMW类库进行程序的设计编码,有效地避免了样机系统中面向过程开发所带来的诸多问题。实践证明以XMW类库作为面向对象的开发工具,大大提高了系统开发质量、缩短了开发周期和降低系统开发维护的成本。(5)实时系统人机界面架构模型的研究:阐述人机界面架构模型对于软件系统性能的影响。根据实时系统人机界面的实时交互的特点,提出了基于多线程技术的实时系统人机界面架构模型。并依照此模型利用实时多线程技术,实现了动态实时数据查询方法。该模型对于实时系统的人机界面设计和整个的程序架构设计有着指导意义和借鉴的价值。本文围绕这五个方面的研究展开论述。第一部分讲述系统开发背景、目的和意义;第二部分讲述机场管制中心系统结构;第三部分讲述构件软件开发技术;第四部分讲述面向对象的软件开发类库XMW的设计和实现;第五部分讲述计划航路通报地址自动生成;第六部分讲述基于面向技术开发的航路可视化编辑模块的开发;第七部分讲述实时系统人机界面模型结构设计;第八部分为全文总结。

全文目录

1 概论  10-18
  1.1 空中交通管制简介  10-11
  1.2 国内空中交通管制系统的现状  11-13
  1.3 系统研制的背景、目的和意义  13-14
  1.4 作者参与的工作  14-15
  1.5 小结  15-18
2 MRD2K－JH系统的结构  18-24
  2.1 系统软硬件平台  18
  2.2 雷达数据显示控制席位  18
  2.3 飞行数据显示操作席位  18
  2.4 雷达数据处理前端  18
  2.5 网络监控管理子系统  18
  2.6 地理信息和数据库子系统  18
  2.7 记录与回放子系统  18-23
  2.8 外部通信接口子系统  23
  2.9 小结  23-24
3 面向对象的软件开发技术  24-31
  3.1 面向对象技术的发展背景及现状  24-25
  3.2 面向对象软件开发技术的优点  25-26
  3.3 面向对象的建模  26-27
  3.4 面向对象编程  27-28
  3.5 面向对象的软件工程  28-29
  3.6 OOA和OOD  29-30
  3.7 面向对象的项目管理  30-31
4 基于MOTIF封装的面向对象类库XMW的实现  31-41
  4.1 UNIX下X窗口应用程序开发工具的背景  31-32
  4.2 面向对象类库XMW的设计实现  32-34
  4.3 XMW类库的体系结构  34-36
  4.4 应用XMW类库开发Unix应用程序的基本框架  36-38
  4.5 XMW类库的功能设计和应用  38-39
  4.6 小结  39-41
5 计划航线通报地址自动生成  41-51
  5.1 空管系统电报和飞行计划处理的现状  41-42
  5.2 计划飞行航路通报地址编辑  42
  5.3 现有的通报地址生成方案  42-46
    5.3.1 手工生成通报地址的方法  42-43
    5.3.2 航路项解析法  43-44
    5.3.3 交叉搜索法  44-46
  5.4 多边形冲突检测算法  46-48
  5.5 通报地址自动生成模块的设计实现  48-49
  5.6 小结  49-51
6 航路项可视化编辑模块的面向对象设计与实现  51-59
  6.1 应用面向对象的分析(OOA)和设计(OOD)的必要性  51-52
  6.2 统一建模语言(UML)的历史背景和优点  52-53
  6.3 航路项可视化编辑模块的分析与设计  53-55
    6.3.1 路项可视化编辑模块的需求分析  53
    6.3.2 路项可视化编辑模块的UML建模  53-55
  6.4 对象分析与建模  55-58
    6.4.1 实体对象的抽象类的定义  55-56
    6.4.2 图形绘制对象类的设计  56-58
  6.5 小结  58-59
7 实时系统人机界面架构模型  59-67
  7.1 人机界面概述及架构模型  59-60
  7.2 多线程技术概述及其优点  60-61
  7.3 人机交互的实时性  61
  7.4 实时系统人机界面架构模型  61-62
  7.5 基于时实多线程技术实现的动态查询  62-66
    7.5.1 传统数据查询技术的分析  62-64
    7.5.2 采用多线程实现的实时动态数据查询  64-65
    7.5.3 实时查询在重复性飞行计划管理中的应用  65-66
  7.6 小结  66-67
8 结论  67-69
参考文献  69-72
致谢  72-73
声明  73

空管系统基于面向对象技术的开发及实时系统界面模型的应用与研究

内容摘要

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